一种晶闸管触发装置制造方法

专利名称:一种晶闸管触发装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种晶闸管触发装置，其解决了现有晶闸管触发器结构复杂、调试困难、温漂大、抗干扰能力差的技术问题，其包括信号发生单元、单片机单元、信号处理单元和驱动执行单元。本实用新型广泛应用在晶闸管的触发上。
【专利说明】一种晶闸管触发装置

【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种触发装置，特别是涉及一种晶闸管触发装置。

【背景技术】
[0002]晶闸管是目前电气设备应用中最为广泛应用的大功率变换器件，晶闸管在整流应用时主要采用的是移相触发控制，就是通过调节晶闸管的导通时刻的相位角来实现对晶闸管的控制。晶闸管在电机软起动应用中，主要利用晶闸管的可控性有效的控制电机的输入电压，达到软起动的目的。现有的晶闸管触发器，主要采用模拟控制触发和数字式触发方式，对于模拟控制触发，其触发电路存在结构复杂、调试困难、温漂大以及抗干扰能力差等缺点。对于数字式触发，其触发电路输出波形稳定、可靠性好，可是缺点是电路比较复杂，在触发角比较大时控制的精度较低。


【发明内容】

[0003]本实用新型为了解决现有晶闸管触发器结构复杂、调试困难、温漂大、抗干扰能力差的技术问题，提供一种结构简单、调试容易、温漂小、抗干扰能力差强的晶闸管触发装置。
[0004]本实用新型提供的晶闸管触发装置，包括:
[0005]信号发生单元，用于产生高频脉冲信号；
[0006]单片机单元，用于产生触发脉冲PWM信号；
[0007]信号处理单元，用于将信号发生单元产生的高频脉冲信号与单片机单元产生的触发脉冲PWM信号做与后再放大输出高频脉冲串；
[0008]驱动执行单元，用于将信号处理单元输出的高频脉冲串经脉冲变压器放大输出脉冲触发信号。
[0009]优选地，信号发生单元包括NE555定时器、第一滑变电阻、第二滑变电阻、第一电容和第二电容，NE555定时器的CVOLT引脚通过第二电容接地；第一滑变电阻的一端接电源，另一端与第二滑变电阻的一端连接，第二滑变电阻的另一端与第一电容的一端连接，第一电容的另一端接地，第一滑变电阻的滑动触头接电源，第二滑变电阻的滑动触头与NE555定时器的DISCHG引脚连接，第一滑变电阻和第二滑变电阻之间的节点与NE555定时器的DISCHG引脚连接，第一滑变电阻和第二滑变电阻之间的节点与第一二极管的阳极连接，第一二极管的阴极与第二滑变电阻和第一电容之间的节点连接，第二滑变电阻和第一电容之间的节点分别与NE555定时器的THOLD引脚、TRID引脚连接；
[0010]信号处理单元包括74HC08与门芯片、第三电阻、第四电阻、第五电阻和N沟道功率MOSFET管，NE555定时器的OUT引脚与74HC08与门芯片的第2引脚连接，74HC08与门芯片的第I引脚通过第三电阻接地，74HC08与门芯片的第3引脚通过第四电阻与N沟道功率MOSFET管的G引脚连接，74HC08与门芯片的第3引脚与第五电阻连接；
[0011]驱动执行单元包括脉冲变压器、第二二极管、第三二极管、第四二极管、稳压管和第六电阻，脉冲变压器的第I引脚与第六电阻的一端连接，第六电阻的另一端与稳压管的阳极连接，稳压管的阴极与第二二极管的阴极连接，第二二极管的阳极与脉冲变压器的第2引脚连接，脉冲变压器的第3引脚与第三二极管的阳极连接，第三二极管的阴极与第四二极管的阴极连接，第四二极管的阳极与脉冲变压器的第4引脚连接，N沟道功率MOSFET管的D引脚与第二二极管的阳极连接。
[0012]本实用新型的有益效果是，本实用新型的触发电路具有结构简单、控制灵活、温漂影响小、控制精度高、移相范围可调节、成本低和实用性好的优点。采用NE555定时器产生高频脉冲信号，然后再由单片机产生晶闸管所需要的触发脉冲PWM，将信号发生单元产生的高频脉冲信号跟单片机单元产生的触发脉冲PWM做与，做与后产生高频脉冲串，将做与后的信号经过功率MOSFET管信号放大，该脉冲信号再经脉冲变压器放大后用来驱动晶闸管，除了具有数字式控制触发电路输出波形稳定、可靠性好的优点外，其触发角还可以通过计算完成产生，触发角比较大时控制的精度好。
[0013]本实用新型进一步的特征，将在以下【具体实施方式】的描述中，得以清楚地记载。

【附图说明】

[0014]图1是本实用新型的电路框图；
[0015]图2是本实用新型的电路原理图。
[0016]附图符号说明:
[0017]1.信号发生单元，2.信号处理单元，3.单片机单元，4.驱动执行单元，5.晶闸管，U1.NE555定时器，U2.74HC08与门芯片，Rl.第一滑变电阻，R2.第二滑变电阻，R3.第三电阻，R4.第四电阻，R5.第五电阻，R6.第六电阻，Cl.第一电容，C2.第二电容，D1、D2、D3、D4分别是第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管，D5.稳压管，Ql.N沟道功率MOSFET管，Tl.脉冲变压器，VCC.电源，24GND表示+24V电源对应地。

【具体实施方式】
[0018]如图1所示，本实用新型包括信号发生单元1、信号处理单元2、单片机单元3和驱动执行单元4，信号处理单元2与信号发生单元I连接，驱动执行单元4与信号处理单元2连接，晶闸管5与驱动执行单元4连接，单片机单元3与信号处理单元2连接。
[0019]信号发生单元I输出的高频脉冲信号给信号处理单元2，信号处理单元2将信号发生单元I产生的高频脉冲信号跟单片机单元3产生的触发脉冲PWM信号做与，做与后产生高频脉冲串，将此高频脉冲串信号经功率MOSFET管信号放大输出。驱动执行单元4是将由信号处理单元2输出的高频脉冲串再经过脉冲变压器放大后直接用来驱动晶闸管5
[0020]如图2所示，NE555定时器Ul设有RESET引脚、VCC引脚、DISCHG引脚、THOLD引脚、TRID引脚、GND引脚、OUT引脚和CVOLT引脚，74HC08与门芯片U2设有第一输入端(图中第I引脚)、第二输入端(图中第2引脚)和输出端(图中第3引脚)，脉冲变压器Tl的第I引脚和第2引脚组成输入端，脉冲变压器Tl的第3引脚和第4引脚组成输出端。电源VCC 为 +5V。
[0021]信号发生单元I包括NE555定时器U1、第一滑变电阻R1、第二滑变电阻R2、第一电容Cl和第二电容C2，NE555定时器Ul的RESET引脚和VCC引脚分别接+5V电源，NE555定时器Ul的GND引脚接地，NE555定时器Ul的CVOLT引脚通过第二电容C2接地。第一滑变电阻Rl的一端接+5V电源，另一端与第二滑变电阻R2的一端连接，第二滑变电阻R2的另一端与第一电容Cl的一端连接，第一电容Cl的另一端接地，第一滑变电阻Rl的滑动触头接+5V电源，第二滑变电阻R2的滑动触头接NE555定时器Ul的DISCHG引脚，第一滑变电阻Rl和第二滑变电阻R2之间的节点与NE555定时器Ul的DISCHG引脚连接，第一二极管Dl的阳极与第一滑变电阻Rl和第二滑变电阻R2之间的节点连接，第一二极管Dl的阴极与第二滑变电阻R2和第一电容Cl之间的节点连接，同时，第二滑变电阻R2和第一电容Cl之间的节点分别与NE555定时器Ul的THOLD引脚、TRID引脚连接。NE555定时器Ul的OUT引脚为高频脉冲信号输出端口，输出的高频脉冲信号发送给74HC08与门芯片U2。
[0022]信号处理单元2包括74HC08与门芯片U2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5和N沟道功率MOSFET管Ql，NE555定时器Ul的OUT引脚与74HC08与门芯片U2第2引脚连接，74HC08与门芯片U2第I引脚通过第三电阻R3接地。74HC08与门芯片U2的第3引脚通过第四电阻R4与N沟道功率MOSFET管Ql的G引脚连接，74HC08与门芯片U2的第3引脚同时连接第五电阻R5的一端，第五电阻R5的另一端接接地(+24V电源对应地)。N沟道功率MOSFET管Ql的S引脚接地(+24V电源对应地)。
[0023]单片机单元3就是直接产生晶闸管需要的触发脉冲PWM信号，产生的触发脉冲PWM直接接74HC08与门芯片U2的第I引脚。需要说明的是，触发脉冲PWM信号也可以接74HC08与门芯片U2的第2引脚，相对应的NE555定时器Ul的OUT引脚与74HC08与门芯片U2第I引脚连接。
[0024]驱动执行单元4包括脉冲变压器Tl、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、稳压管D5和第六电阻R6，脉冲变压器Tl的第I引脚与第六电阻R6的一端连接，第六电阻R6的另一端与稳压管D5阳极连接，稳压管D5的阴极与第二二极管D2的阴极连接，第二二极管D2的阳极与脉冲变压器Tl的第2引脚连接。脉冲变压器Tl的第3引脚与第三二极管D3的阳极连接，第三二极管D3的阴极与第四二极管D4的阴极连接，第四二极管D4的阳极与脉冲变压器Tl的第4引脚连接。N沟道功率MOSFET管Ql的D引脚与第二二极管D2的阳极连接。第六电阻R6与稳压管D5之间的节点接+24V电源。第四二极管D4的阴极为驱动执行单元4的输出端口，该端口输出的信号给晶闸管5的阴极，第四二极管D4的阳极也为驱动执行单元4的输出端口，该端口输出的信号给晶闸管5的门极。
[0025]需要说明的是，第一滑变电阻Rl和第二滑变电阻R2可以是其他类型的可变电阻。
[0026]第三电阻R3的阻值是5.1kQ，第四电阻R4的阻值是100 Ω、第五电阻R5的阻值是47ΚΩ，第六电阻R6的规格是10/2W。
[0027]下面对工作过程加以描述:
[0028]信号发生单元I采用NE555定时器Ul产生高频脉冲信号，然后再由单片机单元3产生晶闸管所需要的触发脉冲PWM。
[0029]信号处理单元2将信号发生单元I产生的高频脉冲信号跟单片机单元3产生的触发脉冲PWM做与，做与后产生高频脉冲串，将做与后的高频脉冲串信号经功率MOSFET管(上述N沟道功率MOSFET管Ql)信号放大。
[0030]单片机单元3就是产生晶闸管导通所需要的触发脉冲PWM。
[0031]驱动执行单元4是将由功率MOSFET管信号放大的高频脉冲串再经过脉冲变压器Tl放大后直接用来驱动晶闸管5。
[0032]晶闸管5接受驱动执行单元4提供的脉冲触发信号，使得晶闸管5按照需要实时及时的导通。
[0033]以上所述仅对本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡是在本实用新型的权利要求限定范围内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种晶闸管触发装置，其特征在于，包括: 信号发生单元，用于产生高频脉冲信号； 单片机单元，用于产生触发脉冲PWM信号； 信号处理单元，用于将所述信号发生单元产生的高频脉冲信号与所述单片机单元产生的触发脉冲PWM信号做与后再放大输出高频脉冲串； 驱动执行单元，用于将所述信号处理单元输出的高频脉冲串经脉冲变压器放大输出脉冲触发信号。2.根据权利要求1所述的晶闸管触发装置，其特征在于: 所述信号发生单元包括NE555定时器、第一滑变电阻、第二滑变电阻、第一电容和第二电容，所述NE555定时器的CVOLT引脚通过所述第二电容接地；所述第一滑变电阻的一端接电源，另一端与所述第二滑变电阻的一端连接，所述第二滑变电阻的另一端与所述第一电容的一端连接，所述第一电容的另一端接地，所述第一滑变电阻的滑动触头接电源，所述第二滑变电阻的滑动触头与所述NE555定时器的DISCHG引脚连接，所述第一滑变电阻和所述第二滑变电阻之间的节点与所述NE555定时器的DISCHG引脚连接，所述第一滑变电阻和所述第二滑变电阻之间的节点与第一二极管的阳极连接，所述第一二极管的阴极与所述第二滑变电阻和所述第一电容之间的节点连接，所述第二滑变电阻和所述第一电容之间的节点分别与所述NE555定时器的THOLD引脚、TRID引脚连接； 所述信号处理单元包括74HC08与门芯片、第三电阻、第四电阻、第五电阻和N沟道功率MOSFET管，所述NE555定时器的OUT引脚与所述74HC08与门芯片的第2引脚连接，所述74HC08与门芯片的第I引脚通过所述第三电阻接地，所述74HC08与门芯片的第3引脚通过所述第四电阻与所述N沟道功率MOSFET管的G引脚连接，所述74HC08与门芯片的第3引脚与所述第五电阻连接； 所述驱动执行单元包括脉冲变压器、第二二极管、第三二极管、第四二极管、稳压管和第六电阻，所述脉冲变压器的第I引脚与所述第六电阻的一端连接，所述第六电阻的另一端与所述稳压管的阳极连接，所述稳压管的阴极与所述第二二极管的阴极连接，所述第二二极管的阳极与所述脉冲变压器的第2引脚连接，所述脉冲变压器的第3引脚与所述第三二极管的阳极连接，所述第三二极管的阴极与所述第四二极管的阴极连接，所述第四二极管的阳极与所述脉冲变压器的第4引脚连接，所述N沟道功率MOSFET管的D引脚与所述第二二极管的阳极连接。
【文档编号】G05B19-042GK204270076SQ201420779360
【发明者】郑少波, 范宝文, 杨瑞 [申请人]西安重装矿山电器设备有限公司